Polska - Świat nauki

Fale grawitacyjne testem dla Ogólnej Teorii Względności

2021-12-30 09:36:22

Na podstawie najnowszych wyników badań z obserwatoriów fal grawitacyjnych LIGO/Virgo, naukowcy przeprowadzili testy Ogólnej Teorii Względności (OTW). Dziewięcioma różnymi metodami poddano weryfikacji zgodność teorii Einsteina z danymi obserwacyjnymi. Żadnych niezgodności nie stwierdzono. W badaniach brali udział polscy naukowcy z grupy Polgraw, w tym uczeni z NCBJ.

Zobacz też: Sagacity - system zdalnego sterowania domem dla osób niepełnosprawnych >>

Testowanie Ogólnej Teorii Względności przez nakowców z NCBJOgólna Teoria Względności

Ogólna Teoria Względności zaproponowana ponad 100 lat temu przez Alberta Einsteina jest obecnie powszechnie przyjętą teorią grawitacji. Jest ona niezwykle elegancka i koncepcyjnie w zasadzie prosta, choć obliczenia wykonywane na jej podstawie do prostych nie należą. Teoria prawidłowo opisuje poznane zjawiska astronomiczne napędzane przez grawitację, a także jest podstawą do budowy scenariuszy kosmologicznych.

W miarę postępu badań i obserwacji, w miarę gromadzenia coraz większych, coraz dokładniejszych i coraz lepiej uporządkowanych zbiorów danych, obszar dostępnych nam zjawisk stale się poszerza. W nauce żadnej teorii nie traktujemy jako dogmatu tłumaczy prof. Marek Biesiada z Zakładu Astrofizyki NCBJ.

Dlatego teorie poddajemy testom, stale sprawdzając ich przewidywania. Jak dotąd OTW została potwierdzona bardzo precyzyjnymi obserwacjami w Układzie Słonecznym i w układach podwójnych pulsarów. Fale grawitacyjne emitowane przez zlewające się czarne dziury dostarczają kolejnej możliwości testowania teorii względności. Jest to reżim silnie zakrzywionych czasoprzestrzeni, wcześniej słabo dostępny testowaniu  dodaje.

Czy Einstein miał rację?

Są przynajmniej dwie przesłanki nakazujące nam sprawdzać, czy OTW wymaga modyfikacji lub zastąpienia nową teorią. Pierwszą z nich są problemy kosmologiczne znane jako ciemna materia i ciemna energia. Problem ciemnej materii polega na tym, że galaktyki i ich gromady przyciągają silniej niż powinny, gdyby uwzględnić całą znaną nam materię. Problem ciemnej energii to fakt, że Wszechświat przyspiesza swą ekspansję, zamiast zwalniać, jak wydaje się przewidywać OTW. Chociaż robocze nazwy ciemna materia i ciemna energia sugerują odpowiedź w postaci nieznanych składników materialnych, pozostaje możliwość, że OTW wymaga modyfikacji.

Dowiedz się więcej o ciemnej materii >>

Drugą przesłanką jest wynikająca z OTW konieczność występowania osobliwości, czyli obszarów, gdzie kończą się historie wszystkich cząstek i fotonów. Wydaje się, że problem ten jest związany z kwantową teorią grawitacji, której nie udało się stworzyć w zadowalającej wszystkich postaci. Tu również fale grawitacyjne emitowane przez zlewające się czarne dziury mogą dostarczyć nam wskazówek.

9 testów Ogólnej Teorii Względności

Współprace badawcze LIGO i Virgo opublikowały w tym tygodniu podsumowanie analiz zebranych przez nie danych pod kątem ich zgodności z przewidywaniami OTW. Analizy zebrano w 9 głównych grup stanowiących testy teorii.

— Nie są to wszystkie testy, jakim można poddać teorię grawitacji dzięki badaniu fal grawitacyjnych wyjaśnia dr Adam Zadrożny z Zakładu Astrofizyki NCBJ, członek polskiej grupy badawczej Polgraw. Bardzo ciekawym przykładem był pomiar stałej Hubble’a dla obserwacji fal grawitacyjnych GW170817 i rozbłysku optycznego AT 2017gfo, które były wynikiem tego samego zdarzenia. Zostało to opisane w czasopiśmie Nature w 2017 roku (vol. 551, p. 85–88). Pomiar stałej Hubble’a wykonany przy użyciu danych z detektorów fal grawitacyjnych był zgodny z wynikami uzyskanymi innymi metodami. Warto też dodać, że prof. Andrzej Królak (IM PAN i NCBJ) razem z prof. Bernardem F. Schutzem (Cardiff University) w pracach w latach 80-tych dali postawy wielu metodom analizy danych z detektorów interferometrycznych takich jak LIGO i Virgo — dodaje.

ip

fot. Vikiimages z Pixabay

Słowa kluczowe: odkrycia naukowe, narodowe centrum badań jądrowych,
Komentarze
Redakcja dlaStudenta.pl nie ponosi odpowiedzialności za wypowiedzi Internautów opublikowane na stronach serwisu oraz zastrzega sobie prawo do redagowania, skracania bądź usuwania komentarzy zawierających treści zabronione przez prawo, uznawane za obraźliwie lub naruszające zasady współżycia społecznego.
Zobacz także
Lingwistyka komputerowa - rozwój języka w wymiarze cyfrowym

Dowiedz się więcej o możliwościach rozwoju w innowacyjnej dziedzinie.

Fale grawitacyjne testem dla Ogólnej Teorii Względności

Sprawdź, jakie są najnowsze odkrycia naukowców z NCBJ.

Sagacity - polski system opieki nad niepełnosprawnymi

Dowiedz się więcej o projekcie, który zwyciężył w konkursie: "Rzeczy są dla ludzi".

Polecamy
Zobacz jak wyglądała edukacja w czasach II Wojny Światowej.
Szkolnictwo w czasach II Wojny Światowej

Zobacz, jak wyglądała edukacja w czasach II Wojny Światowej!

Czym jest dokładnie najwyÅźszy tytuł naukowy?
Jak zostać profesorem?

Czym jest dokładnie najwyższy tytuł naukowy?

Ostatnio dodane
Lingwistyka komputerowa - rozwój języka w wymiarze cyfrowym

Dowiedz się więcej o możliwościach rozwoju w innowacyjnej dziedzinie.

Fale grawitacyjne testem dla Ogólnej Teorii Względności

Sprawdź, jakie są najnowsze odkrycia naukowców z NCBJ.

Popularne
Wzór umowy najmu
Wzór umowy najmu

Zobacz wzór umowy najmu! Wystarczy uzupełnić dane i gotowe!

Zobacz, jak złoÅźyć podanie i zrezygnować ze studiÃłw!
Jak zrezygnować ze studiów? - Wzór podania i skreślenie z listy studentów

Zobacz, jak złożyć podanie i zrezygnować ze studiów!

Oto 28 najlepszych kierunków studiów w Polsce!
Oto 28 najlepszych kierunków studiów w Polsce!

Najlepsze kierunki studiów realizowane na uczelniach w całej Polsce zostały wyłonione do specjalnego dofinansowania z nowej dotacji projakościowej.